Почему у нашей Вселенной пространство имеет три измерения. Привет от науч-попа)

Почему у нашей Вселенной пространство имеет три измерения
Возможно, природа «пыталась» несчетное число раз создавать вселенные с самыми разными свойствами. Мы живем в «наиболее удачном» (для нас) экземпляре этого вечного «творения». В нашей Вселенной физические условия оказались наиболее подходящими для возникновения жизни. Как показывает анализ, возникновение сложных структур, а тем более жизни, во вселенных, где пространство имеет два или, допустим, четыре измерения, невозможно. Рассмотрим этот важный вопрос подробнее. Почему у нашей Вселенной пространство имеет именно три измерения — длину, ширину и высоту, а не, скажем, два или пять измерений? То, что здесь кроется какая-то загадка, физики осознали достаточно давно. Еще известный австрийский физик Э. Мах прямо поставил вопрос: «Почему пространство трехмерно?»  Чтобы попытаться осознать суть этой проблемы, можно постараться представить, что было бы, если бы пространство имело число измерений, отличное от трех. Посмотрим, что при этом произойдет с простейшими взаимодействиями. Одним из самых простых примеров физических взаимодействий является закон Кулона для покоящихся зарядов и закон Ньютона для тяготеющих масс. В обоих случаях сила взаимодействия ослабевает обратно пропорционально квадрату расстояния. Но еще немецкий философ И. Кант понял, что закон обратных квадратов есть следствие трехмерности нашего пространства.
В самом деле, почему сила, например, электростатического взаимодействия ослабевает с расстоянием? Наиболее наглядный ответ заключается в том, что с ростом расстояния силовые линии поля распределяются на все большей поверхности сферы, охватывающей заряд и имеющей радиус, равный расстоянию, разделяющему заряд и пробную частицу. Площадь сферы растет как квадрат радиуса, значит, плотность силовых линий, пронизывающих эту сферу, уменьшается обратно пропорционально квадрату радиуса, что и определяет закон изменения силы. Но сказанное справедливо только в трехмерном пространстве. Если пространство четырехмерно, то площадь трехмерной сферы (геометрического места точек, равноудаленных от центра в четырехмерном пространстве) пропорциональна уже кубу радиуса, для пространства пяти измерений эта площадь пропорциональна радиусу в четвертой степени, и так далее. Отсюда получается и закон изменения электростатической и гравитационной силы в многомерном пространстве. Почему так важно изменение закона падения силы в пространстве с разной размерностью?  Из механики известно, что для существования устойчивых круговых орбит необходимо, чтобы центробежные силы уменьшались с расстоянием быстрее, чем сила притяжения. Иначе движение по кругу будет неустойчивым и малейшее возмущение приведет либо к падению заряда к центру, либо к удалению его в бесконечность. А отсутствие устойчивых круговых орбит означает отсутствие вообще связанных состояний, когда заряд движется в ограниченной области пространства вокруг центрального тела. Из сказанного следует, что для существования связанных состояний необходимо, чтобы размерность пространства была не более трех Естественно, все сказанное о зарядах справедливо и для движений под действием тяготения, так как закон Ньютона похож на закон Кулона.
Полученный выше вывод представляется неожиданным. На первый взгляд кажется, что с увеличением числа измерений пространства открываются новые возможности для усложнения движений в нем тел, а значит, и для существования более сложных структурных образований. На деле же оказывается, что в таких пространствах нет связанных устойчивых систем тел, взаимодействующих электрическими и гравитационными силами, то есть в них не может быть ни атомов, ни планетных систем, ни галактик!
С другой стороны, если бы пространство было двухмерным или даже одномерным, то в таких пространствах взаимодействующие заряды противоположных знаков никогда не могли бы улететь на сколь угодно большие расстояния. Здесь силы падают с расстоянием слишком медленно, и какую бы начальную скорость ни придать заряду, центральное тело своей силой притяжения остановит улетающий заряд и заставит его двигаться к себе. В таких пространствах не существовало бы свободного движения притягивающихся тел. И только в трехмерном пространстве возможны и связанные и свободные состояния, тела могут кружить друг около друга, а при большой скорости могут разлететься.
После всего сказанного, наверное, не столь странно выглядит утверждение, что если природе пришлось много раз пробовать «создавать» вселенные с разным числом измерений пространства, то только при трехмерном возникали бы возможности для существования и связанных гравитирующих систем, и свободных тел, для существования связанных и свободных состояний движения электронов в атомах. Значит, только в этом случае возможно возникновение очень сложных и разнообразных структур, обладающих возможностью возникать и распадаться. Только здесь есть возможность изменчивости, эволюции, возникновения жизни, а следовательно, именно в таких пространствах (и, вероятно, только в них!) могут существовать разумные существа. Поэтому нечего удивляться, что мы живем именно в трехмерном пространстве. В пространствах с другим числом измерений жизнь не могла возникнуть. То же можно сказать о мирах с другими физическими законами. Жизнь там также не могла бы возникнуть. Более того, во вселенных с хотя бы слегка другими массами элементарных частиц не было бы обычного вещества.                                               
И.Новиков   КУДА ТЕЧЕТ РЕКА ВРЕМЕНИ (взято с группы https://ok.ru/universevs)

Представления: 416

Комментарий

Вы должны быть участником ЭСПАВО (Международная Ассоциация Работников Света), чтобы добавлять комментарии!

Вступить в ЭСПАВО (Международная Ассоциация Работников Света)

Поддержка проекта

Приглашаем

Последняя активность

Сообщение блога, созданное Николай

Послание «Мужество ПУТИ»

 Восхождение не медлит, только спящее ДитяВидит отраженье в Зеркале всё по-прежнему, играя!Но «Кривые Зеркала» скоро распрямятся,И растает пелена в Свете НЕО/АРА!ПУТЬ не близок, не далёк, это вне-временье,Каждый Шаг — то малый Вдох в Общем Песнопеньи!Ждёт поклажи Конь усталый, но надеется, Любя,Что не будет груз таскать он, а очистится Дитя!И вприпрыжку, вместе с ветром,…Посмотреть еще
2 час. назад
Лариса оставил(а) комментарий на сообщение блога Лариса Звёздные Семена, Входящие и Работники Света.
"От Джелайлы Старр: Когда планета отводится в качестве эксперимента по интеграции полярностей, появляется уникальная возможность для всех. Этот мир создан как место, где люди могут разрешить свои разногласия, освободившись от воспоминаний, создавших…"
3 час. назад
Лариса оставил(а) комментарий на сообщение блога Лариса Звёздные Семена, Входящие и Работники Света.
"Читайте!!)))И определяйте, кто вы.И с какой миссией здесь. Она есть у всех перечисленных категорий.Я-Звездное семя, или Звездная душа-мне такое определение больше нравится."
3 час. назад
Лариса оставил(а) комментарий на сообщение блога Эль "ПАНДЕМИЧЕСКОЕ СОГЛАШЕНИЕ" ВОЗ ДЛЯ ВСЕГО МИРА: ИНТЕРВЕНЦИЯ И ДИКТАТУРА. Это должен знать каждый.
"Мне тоже все трое очень понравились.Умные, осведомленные о происходящем, потому что на самом деле не равнодушны   и ищут информацию. А это требует много времени и сил, знаю по себе.И таких-очень много и становится все больше. Сами…"
3 час. назад
Эль оставил(а) комментарий на сообщение блога Эль "ПАНДЕМИЧЕСКОЕ СОГЛАШЕНИЕ" ВОЗ ДЛЯ ВСЕГО МИРА: ИНТЕРВЕНЦИЯ И ДИКТАТУРА. Это должен знать каждый.
"Внимательно посмотрела видео о дорожной карте. Радует, что есть такие неравнодушные люди, не сидящие на диване попой ровно и ждущие спасения с небес, а также прекрасно понимающие, в каком мире мы сейчас живем… Да, Лариса, и все трое…"
4 час. назад
Эль оставил(а) комментарий на сообщение блога Эль "ПАНДЕМИЧЕСКОЕ СОГЛАШЕНИЕ" ВОЗ ДЛЯ ВСЕГО МИРА: ИНТЕРВЕНЦИЯ И ДИКТАТУРА. Это должен знать каждый.
"Почему Россия должна принять решение о выходе из состава ВОЗ и чем грозит нам дальнейшее пребывание в этой организации. "ПАНДЕМИЧЕСКОЕ СОГЛАШЕНИЕ"  ВОЗ  ДЛЯ ВСЕГО МИРА:  ИНТЕРВЕНЦИЯ И ДИКТАТУРА. Но далеко не все страны, даже…"
4 час. назад
Лариса оставил(а) комментарий на сообщение блога Эль "ПАНДЕМИЧЕСКОЕ СОГЛАШЕНИЕ" ВОЗ ДЛЯ ВСЕГО МИРА: ИНТЕРВЕНЦИЯ И ДИКТАТУРА. Это должен знать каждый.
"Кто является членами ВОЗ? Членами ВОЗ являются 194 государства, которые сгруппированы в шесть регионов: Африка, Америка, Юго-Восточная Азия, Европа, Восточное Средиземноморье и Западная часть Тихого океана. Каждый имеет региональное бюро.…"
4 час. назад
Лариса оставил(а) комментарий на сообщение блога Эль "ПАНДЕМИЧЕСКОЕ СОГЛАШЕНИЕ" ВОЗ ДЛЯ ВСЕГО МИРА: ИНТЕРВЕНЦИЯ И ДИКТАТУРА. Это должен знать каждый.
"А когда она вышла? 14:55, 19 мая 2020 Россию избрали в Исполком ВОЗ Фото: Reuters Москва. 19 мая. INTERFAX.RU - Россия избрана одним из 10 новых членов Исполнительного комитета Всемирной организации здравоохранения. Голосование прошло во…"
4 час. назад

© 2024   Created by ADMIN.   При поддержке

Эмблемы  |  Сообщить о проблеме  |  Условия использования